Phát triển điện khí ở Việt Nam: Tiêu dùng năng lượng trên thế giới (Kỳ 1)

Nhằm góp ý cho Dự thảo Quy hoạch điện VIII vừa mới được trình Bộ Công Thương, với mong muốn các định hướng phát triển nguồn điện được cân nhắc tổng hợp và khách quan, chuyên gia Tạp chí Năng lượng Việt Nam xin trao đổi một số vấn đề về phát triển nguồn điện sử dụng khí đốt ở Việt Nam qua loạt bài tới đây. Rất mong nhận được sự quan tâm, chia sẻ của bạn đọc. 

Tiêu dùng năng lượng trên thế giới

Mức tiêu dùng năng lượng (NL) của thế giới (TG) trong 30 năm qua (từ năm 1990 ÷ 2019) đã tăng từ ~8,55 tỉ tấn dầu quy đổi (toe) lên ~14 tỉ toe, và đạt mức tăng trưởng bình quân ~1,72%/năm.

Mức tiêu dùng các sản phẩm dầu của TG đã tăng từ 2,888 tỉ tấn/1990 lên 3,879 tỉ tấn/2019; các sản phẩm khí tăng từ 2,055 tỉ m3/1990 lên 4,018 tỉ m3/2019; các sản phẩm than (7000 kcal/kg) tăng từ 1,005 tỉ tấn/1990 lên 3,826 tỉ tấn/2019.

Mức độ tăng trưởng bình quân hàng năm trong sản xuất và tiêu dùng các nguồn NL sơ cấp giai đoạn 1990÷2019 được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 1. Mức tăng trưởng bình quân trong 30 năm của các nguồn NL sơ cấp, %/năm:

Năm 2019, qui mô tiêu dùng NL của loài người (với dân số 7,7 tỉ người) đã đạt mức 620 EJ (tương đương 80,5 GJ/người). Dự báo, sau 50 năm (đến năm 2070) dân số TG sẽ đạt 10 tỉ người, và quy mô tiêu dùng NL sẽ tăng lên 1.000 EJ (tương đương 100 GJ/người).

Trong khi đó, hệ số khả khai (R/P) của các nguồn NL hóa thạch được đánh giá (theo các kịch bản từ thấp đến cao) như sau: Dầu mỏ - 42 ÷ 55; khí thiên nhiên - 60 ÷ 70 và than đá là 122 ÷ 400.

Sản xuất năng lượng, từ chuyển hóa đến tiêu dùng

Các ngành NL cần được hiểu và tiệm cận một cách có hệ thống, gồm các khâu sản xuất NL, cung ứng NL và tiêu dùng NL. Trong đó, ngành điện cần được xem xét như một thực thể kỹ thuật mang tính hệ thống, gồm các nhà máy phát điện, lưới điện và các hộ tiêu dùng được ngắn rất chặt với nhau. Trên thị trường, điện năng là một sản phẩm hàng hóa rất đặc biệt: Chất lượng điện năng luôn cố định nhờ các giải pháp kỹ thuật, không có “hàng giả”, không có “tồn kho”, và người mua có ảnh hưởng đến người bán tức thì trong thời gian thực.

Để phát triển bền vững, trước hết ngành điện (bao gồm sản xuất điện, truyền tải phân phối điện và tiêu dùng điện) phải được phát triển có hiệu quả.

Về mặt khoa học - công nghệ, hiệu quả của lĩnh vực sản xuất điện và tiêu dùng điện trước hết phụ thuộc vào hiệu suất chuyển hóa NL. Hiệu suất chuyển hóa NL phụ thuộc vào quy trình chuyển hóa và dạng chuyển hóa.

Với trình độ KHKT hiện nay, hiệu suất chuyển hóa NL bình quân trong các lĩnh vực trên TG được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 2. Hiệu suất chuyển hóa NL bình quân trong các lĩnh vực:

Kết quả phân tích các số liệu thống kê của IEA cho thấy, hiệu suất chuyển hóa năng lượng bình quân trong sản xuất điện trên TG hiện nay khoảng 39 ÷ 40% (thô) và 33 ÷ 35% (tinh).

Hiệu suất này phụ thuộc vào cơ cấu các nguồn điện được huy động. Ví dụ, nhà máy điện sử dụng quy trình tua bin hơi được thiết kế với T1=800 K và T2=300 K sẽ có hiệu suất chuyển đổi NL tối đa đạt 62,5%. Nhà máy điện tua bin hơi theo chu trình Cacno có hiệu suất tối đa 63%. Các nhà máy điện sử dụng tua bin hơi làm việc ở nhiệt độ tới hạn có hiệu suất <40%. Còn với nhà máy điện tua bin khí theo chu trình Brayton có hiệu suất tối đa (phụ thuộc hệ số nén) khoảng 60% v.v...

TS. Nguyễn Thành Sơn

Hội đồng khoa học Tạp chí Năng lượng Việt Nam

Kỳ tới: Quy hoạch điện và quản lý phát triển các dự án nguồn khí LNG ở Việt Nam

Theo Năng lượng Việt Nam